Umlaufende Kälteerzeugungsmaschine. Bei umlaufenden Kälteerzeugungsmaschi- nen mit luftdicht- geschlossenen, als Konden sator und Refrigerator dienenden Rotoren hat man in Vorschlag gebracht, die Rotoren als spiral- oder sehraubenfürmige Rohrschlangen auszuführen oder die Rotoren durch solche Rohrschlangen zu ergänzen.
Man hat auch vorgeschlagen, die Rotoren mit angegossenen Rippen oder Schaufeln von verschiedener Art zu versehen, um die Leistung des Konden- sators oder des Refrigerators zu erhöhen und in gewissen Fällen die Anwendung von atmo- sphäriselier Luft zur unmittelbaren Kühlung des Kondensators und zur Aufnahme der vom Refrigerator gelieferten Kälte zu ermöo,- liehen.
Es muss allerdings in solchen Fällen, wo es schwer oder unmöglich ist, die nötigen Wasserinengen zu beschaffen, und auch in vielen andern Fällen als vorteilhaft an gesehen werden, Behälter zur Aufnahme von Kühlwasser und Salzlösung, sowie Apparate zur Aufrehterhaltung des Umlaufes dieser Flüssigkeiten entbehren zu können.
Die zu diesem Zwecke vorgeschlagenen Ausführun gen von umlaufenden Kälteerzeugungsmaschi- nen können aber nicht als zufriedenstellend bezeichnet werden, weil die bekannten Rohr schlangen wegen ihrer Form und Anbringung nur in geringem Grade geeignet sind, als Schaufeln auf die den Rotor umgebende Luft antreibend zu wirken und in wirksamer Weise mit der Luft Wärme auszutauschen.
<B>.</B> Die Erfindung betrifft nun eine um laufende Kälteerzeugungsmaschine, bei der der eine oder die beiden Rotoren zwar mit Wärmeaustausehrohren versehen, aber die erwähnten Mängel vermieden sind, so dass zum Beispiel der Kondensator in völlig be friedigender Weise allein mittelst atmo sphärischer Luft gekülilt, beziehungsweise die nutzbare Kälte vom Refrigerator an die- Aussenluft wirksam abgegeben werden kann.
Die Erfindung besteht darin, dass die Wärmeaustausehrohre des betreffenden Ro tors als im wesentliehen gerade Rohre aus- ZD geführt sind, die zu seiner Umdrehungsachse wenigstens annähernd parallel verlaufen und über den Umfang des Rotors gleichmässig ver teilt sind.
Diese Rohre können entweder an dem vom Rotor abstellenden Ende verschlos sen und an dem andern Ende mit dem Rotor- innern. verbunden sein oder aus U-Rohren bestellen, die an den beiden benachbarten En den mit dem Ro-torinnern verbunden sind. In beiden Fällen wird der Rotor ähnlich wie ein Schleudergebläse wirken, indem'bei seiner Drehung die Rohre wie Schaufeln antreibend auf die Luft wirken. Die Luft wird sieh deshalb mit grosser Geschwindigkeit zwischen den einzelnen Rohren hindurch bewegen und dadurch mit dem Kältemittel im Innern des Rotors und der Rohre in vorteilhafter Weise Wärme austauschen.
Am Umfang des Rotors, wo die Rohre an gebracht sind, hat die Luft ihre gröffte Ge schwindigkeit; die Rohre werden auch pro Einheit ihrer Fläche einen besonders kleinen Widerstand gegen die radiale Bewegung der Luft zeigen. Die Rohre werden zweckmässi- gQrweise parallel geschaltet und im Ver gleich zu den bekannten spiral- oder schrau benförmig verlaufenden Rohrschlangen kurz ausgebildet, damit sie der Strömung des Kältemittels durch die Rohre praktisch kei nen Widerstand entgegensetzen und damit das<B>01</B> aus den Rohren durch bekannte Mittel leicht zurückgeleitet werden kann.
Die Rohre sind ferner von aussen her leicht zugänglich und lassen sieh daher von Staub und derglei chen leicht reinigen.<B>-</B> Der Anschluss der Rohre am Rotor wird vorteilhaft an Teilen des Rohrumfanges her gestellt, di# einen grossen Durchmesser oder den grössten Durchmesser aufweisen. Wenn ein U-förmiges Rohr an beiden<B>Ei</B> nden mit dem Rotor verbunden ist, kann das eine Ende an einem Umfangsteil von kleinerem Radius ajngebracht werden.
Bei umlaufenden Wärmeaustauschvorrich- tungen zum Vorwärmen von atmosphäriseller J#uft oder Flüssigkeiten mittelst Heizgasen ist es bekannt, zur Umdrehungsachse paral lele, gleichmässig am Umfang verteilte t3 Wärmeaustauschrohre vorzusehen.
Abgesehen von den baulichen Unterschieden zwischen solchen V & wärmern und umlaufenden Kälte maschinen handelt es sieh bei den letzt genannten darum, die Aussenluft durch Wärmeaustausell zum Kondensieren von Dämpfen oder Verdampfen von Flüssigkeit, also zur Herstellung einer Veränderung des Aggregatzustandes des Kältemittels, und zwar bei verhältnismässig niedriger.Temperatur, züi benutzen. Diese besondere Art von Wärme- austausch. kommt bei Vorwärmern nicht in Frage.
Die oben erwähnte bekannte Wärme- austauschvorrichtung ist auch nicht wie eine umlaufende K#LItemaschine hermetisch, ge schlossen, sondern mit Stopfbüchsen versehen, mittelst welcher das zu erwärmende Mittel in ununterbrochenem Strom durch die Wärmeaustauschrohre hindurchgeleitet wird, zu -welchem Zwecke die Rohre an den Enden mit zwei Ilohlringräumen oder Behältern ver bunden sind.
Bei der KIltemasehine nach der Erfindung ist es dank dem eigenartigen Wärmeaus- tauschvorgang nicht erforderlich, das Kälte mittel durch die Rohre stets in einer Rich tung strömen zu lassen. Es ist deshalb mög lich, jedes einzelne Rohr nur mit einem Rotor zu verbinden. Das ermöglicht die Ausfüll- rung einer sehr einfachen Bauart, die- auch den Vorteil mit sieh bringt, dass die Aussen luft in achsialer Richtung vollständig freien Zutritt zu dem von den Rohren umkreisten Raum erhält, wodurch die selbstventilierende Wirkung des Rotors wesentlich erhöht wird.
Es lassen sieh mit Vorteil zwischen den Rohren ebene oder krumme Schaufeln an bringen, die bezwecken, die Geschwindigkeit der Luft an den Rohren noch zu erhöhen. Die Rohre können entweder glatt sein oder mit geeigneten Rippen versehen werden. Als solche lassen siell zum Beispiel eine Anzahl nebeneinander angebrachter, zum Rotor ko-n- zentrischer, flacher Ringe verwenden, welche sämtlichen Rohren gemeinsam sind.
.Auf der Zeichnung sind einige Ausfüll- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen: Fig. <B>1</B> einen schematischen Längsschnitt einer mit Wärmeaustauschrohren versehenen, umlaufenden Kälteerzeugungsmasehine nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Wärmeaustauselirohre nach der Linie A-B der Fig. <B>1,</B> Fig. <B>3</B> und 4 einige Wärmeaustausch- rohre,
die mit verschiedenen Leitplatten oder Schaufeln kombiniert sind, in grösserem Mass- stabe, Fig. <B>5</B> einen schematischen Schnitt durch einen nach der Erfindung ausgeführten Ro tor, der von einem Luftleitschirm. umgeben ist, Fig. <B>6</B> einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform von Wärmeaustausch- rohren.
Bei der in Fig. <B>1</B> gezeigten, umlaufenden Kälteerzeugungsmaschine ist der Kondensa tor a mit einem ringförmigen Vorsprung zur Bildung einer kreisförmigen Rinne<B>b</B> ver sehen, deren Durchmesser etwas grösser ist als der Durchmesser der Kondensatorkugel selbst. Seitlich sind in diesen ringf örmigen Vorsprung eine Reihe gleichmässig verteilter Löcher gebohrt, in denen gerade Rohre c fliegend befestigt sind, die zur Umdrehungs achse der Maschine parallel verlaufen.
Die Rohre sind an ihren. äussern Enden geschlos sen, an ihren innern Enden stehen sie aber über die Rinne<B>b</B> in frei-er Verbindung mit dem Innern des Rotors a, das heisst, sie sind zueinander parallel geschaltet.
Die Rohre c sind mit Rippen versehen, die aus einer Anzahl flacher Ringe<B>d</B> (Fig. 2) gebildet sind, die allen einen Kranz bilden den Rohren an<B>je</B> einer Seite der zur Um- drehungsaellse senkreehten Mittelebene, des Rotors gemeinsam sind. Wie aus den Fig. <B>3,</B> 4 und<B>6</B> hervorgeht, kann jedoch auch jedes einzelne Rohr mit einer Reihe kreisförmiger Rippen<B>d'</B> versehen sein.
Während des Umlaufes der Maschine wer den die Rohre, wie die Schaufeln eines Zen- trifugalgebläses wirken, so dass die Luft mit grosser Geschwindigkeit in der Richtung der in Fig. <B>1</B> gezeichneten Pfeile bewegt wird, wodurch die Rohre kühlend beeinflusst wer den. Zur Steigerung dieser Ventilationswir kung können radiale, streifenförmige, Schau feln e (Fig. <B>3)</B> oder krumme Schaufeln<B>f</B> (Fig. 4) an den Rohren entlang angeordnet sein.
Zu demselben Zwecke können an den Enden des Kondensators Ventilatorflügel <B>g,</B> wie in Fig. <B>1</B> mit gestrichelten Linien ge zeigt, vorgesehen sein. Solche Flügel können an dem Rotor oder der Maschinenachse be festigt werden.
In dem Kondensator ist der an und für sich bekannte Flüssigkeitsabstreicher h bis in den rinnenförmigen Hohlraum<B>b</B> hinein verlängert. Der Kondensator wirkt nun in- der Weise, dass die komprimierten Dämpfe in die Rohre hineindringen und wegen der Luftkühlung kondensiert werden. Die ge bildete Flüssigkeit wird sofort in den rinnen- förmigen Hohlraumhinausfliessen, so dass die Rohre praktisch genommen ständig nur Dampf enthalten, der sich mit einer sehr gross'en Kühlfläche in Berührung befindet.
Der in Fig. <B>1</B> gezeigte. Refrigerator ist in ähnlichr Weise wie, der Kondensator mit Wärmeaustauschrohren e' versehen, die jedoch bei dem gezeichneten Ausführungs beispiel nur an einer Seite des Refrigerators mit der Rotorachse gleichlaufend angeordnä sind. In dem Refrigerator wird mittelst eines Abstreichers h' in Verbindung mit einer ent sprechenden Flüssigkeitsfüllung ein solcher Flüssigkeitsstand gehalten, dass die Rohre während des Umlaufes mit Flüssigkeit fast gefüllt sind.
Dadurch wird ein wirksamer Wärmeaustausch, das heisst eine Abkühlung der den Refrigerator umgebenden Luft, er zielt<B>.</B> Gleichzeitig können die im Innern der Rohre gebildeten Dämpfe frei-aus den Roh ren austreten. Der Refrigerator kann mit Schaufeln versehen sein, in ähnlicher Weise, wie es für-den Kondensator oben beschrieben und in den Fig. <B>1, 3</B> und 4 beispielsweise gezeigt ist.
Wie schematisch in Fig. <B>5</B> gezeigt ist, <B>z2</B> kann der Rotor (Kondensator oder Refrige- rator) mit einem feststehenden Leitschirm für Luft umgeben sein, der ähnlich wie das Gehäuse von Zentrifugalgebläsen ausgebildet ist und durch den die Kühlluft für den Kon densator oder die vom Refrigerator abge gebene, abgekühlte Luft in jeder gewünsch-- ten Weise geführt werden kann. Man kann also den mit Rohren ausgestatteten Rotor wie ein Zentrifugalgebläse zur Förderung von Luft verwenden.
Die -umlaufende Kälteerzeugungsmaschine kann anstatt mit luftgekühltem Kondensator und einem die Luft herabkühlenden Refri- gerator nur mit luftgekühltem Kondensator, wie<B>-</B> oben beschrieben, und mit einem in<B>-</B> normaler Weise ausgeführten Refri- gerator zur Ilerabkühlung von Salzlösung versel-i6n werden. Sie kann aber auch mit einem gewöhnlichen, wassergekühlten Kon densator und einem Refrigerator zur unmit-. telbaren Luftkühlung versehen sein.
Anstaft der in Fig. <B>1</B> gezeigten, geschlos senen Einz rohre können U-förmige Wärme- austauschrohre, wie aus Fig. <B>6</B> ersichtlich, verwendet werden, deren beide Eäden mit dem Innern des Rotors verbunden sind.
Obwohl es im allgemeinen vorzuziehen sein wird, die Wärmeaustauschrohre unab- hänLyig von den Rotoren herzustellen und sie an diesen zu -befestigen, können die Wärme- austauschrohre auch in einem Stück mit Teilen der Rotoren selbst gegossen werden.<B>Um</B> die Herstellung zu[ erleichtern, können die Wärme- austauschrohre in einem ho hlen Ringkörper befestigt werden, der dann durch eine klei nere Anzahl von Rohrstücken mit dem eigent lieben Kältemaschinenrotor verbunden -wird,
wodurch die Anzahl von Rohranschlussstellen am Rotor vermindert werden kann.
Rotating refrigeration machine. In the case of revolving refrigeration machines with airtight rotors serving as a condenser and refrigerator, a proposal has been made to design the rotors as spiral or very screw-shaped pipe coils or to supplement the rotors with such pipe coils.
It has also been proposed to provide the rotors with cast-on ribs or blades of various types in order to increase the performance of the condenser or refrigerator and, in certain cases, the use of atmospheric air to cool the condenser directly and to absorb the to enable the cold supplied by the refrigerator - borrowed.
However, in cases where it is difficult or impossible to obtain the necessary amounts of water, and also in many other cases, it must be seen as advantageous to dispense with containers for holding cooling water and saline solution, as well as apparatus for maintaining the circulation of these liquids can.
The proposed versions of rotating refrigeration machines for this purpose cannot, however, be described as satisfactory because the known pipe coils, due to their shape and attachment, are only slightly suitable for acting as blades driving the air surrounding the rotor and in to exchange heat effectively with the air.
<B>. </B> The invention now relates to a circulating refrigeration machine in which one or the two rotors are provided with heat exchange tubes, but the defects mentioned are avoided, so that, for example, the condenser alone means in a completely satisfactory manner atmospheric spherical air cooled, or the usable cold from the refrigerator to the outside air can be effectively released.
The invention consists in the fact that the heat exchange tubes of the relevant Ro tor are designed as essentially straight tubes which run at least approximately parallel to its axis of rotation and are evenly distributed over the circumference of the rotor.
These tubes can either be closed at the end that stops the rotor and at the other end with the rotor interior. be connected or ordered from U-tubes that are connected to the inside of the rotor at the two adjacent ends. In both cases, the rotor will act like a centrifugal fan, in that when it rotates, the pipes act like blades, driving the air. The air will therefore move between the individual tubes at high speed and thereby advantageously exchange heat with the refrigerant inside the rotor and the tubes.
At the circumference of the rotor, where the pipes are attached, the air has its greatest speed; the tubes will also show a particularly small resistance to the radial movement of the air per unit of their area. The tubes are expediently connected in parallel and, in comparison to the known spiral or helical tube coils, are made short so that they offer practically no resistance to the flow of the refrigerant through the tubes and thus the <B> 01 </B> can be easily returned from the pipes by known means.
The tubes are also easily accessible from the outside and can therefore be easily cleaned of dust and the like. The connection of the tubes to the rotor is advantageously made on parts of the tube circumference, ie a large diameter or have the largest diameter. If a U-shaped tube is connected to the rotor at both ends, one end can be attached to a peripheral part of a smaller radius.
In the case of rotating heat exchange devices for preheating atmospheric air or liquids by means of heating gases, it is known to provide t3 heat exchange tubes parallel to the axis of rotation, evenly distributed around the circumference.
Apart from the structural differences between such V & heaters and circulating refrigeration machines, the last-mentioned is about releasing the outside air through heat exchange to condense vapors or evaporation of liquid, i.e. to produce a change in the state of aggregation of the refrigerant, and in proportion lower temperature, to use. This special kind of heat exchange. is out of the question for preheaters.
The above-mentioned known heat exchange device is not hermetically closed like a circulating K # LI machine, but is provided with stuffing boxes, by means of which the medium to be heated is passed in an uninterrupted flow through the heat exchange tubes, for which purpose the tubes at the ends are connected with two Ilohlring rooms or containers.
With the cooling system according to the invention, thanks to the peculiar heat exchange process, it is not necessary to have the refrigerant always flow in one direction through the tubes. It is therefore possible, please include only one rotor to connect each individual tube. This enables a very simple design to be filled, which also has the advantage that the outside air in the axial direction has completely free access to the space encircled by the tubes, which significantly increases the self-ventilating effect of the rotor.
It is advantageous to place flat or curved blades between the pipes, the purpose of which is to increase the speed of the air on the pipes. The tubes can either be smooth or have suitable ribs. As such, for example, a number of flat rings that are attached next to one another and are concentric to the rotor can be used, which are common to all tubes.
Some examples of filling in the subject matter of the invention are illustrated in the drawing. They show: FIG. 1 a schematic longitudinal section of a circulating cold generating machine provided with heat exchange tubes according to the invention, FIG. 2 a cross section through the heat exchange tubes along the line AB in FIGS. 1, B > Fig. <B> 3 </B> and 4 some heat exchange tubes,
which are combined with different guide plates or blades, on a larger scale, FIG. 5 shows a schematic section through a rotor designed according to the invention, which is supported by an air guide screen. is surrounded, FIG. 6 shows a section through a further embodiment of heat exchange tubes.
In the case of the revolving refrigeration machine shown in FIG. 1, the condenser a is provided with an annular projection to form a circular groove, the diameter of which is slightly larger than the diameter the condenser sphere itself. Laterally in this annular projection a series of evenly distributed holes are drilled, in which straight tubes c are attached overhung, which run parallel to the axis of rotation of the machine.
The pipes are on theirs. the outer ends are closed, but at their inner ends they are in free connection with the interior of the rotor a via the channel <B> b </B>, that is, they are connected in parallel to one another.
The tubes c are provided with ribs which are formed from a number of flat rings (FIG. 2), all of which form a ring on the tubes on one side of the for Axes of rotation are common to the vertical center plane of the rotor. As can be seen from FIGS. 3, 4 and 6, however, each individual tube can also be provided with a series of circular ribs <B> d '</B>.
During the rotation of the machine, the tubes will act like the blades of a centrifugal fan, so that the air is moved at high speed in the direction of the arrows drawn in FIG. 1, thereby cooling the tubes to be influenced. To increase this ventilation effect, radial, strip-shaped blades (Fig. 3) or curved blades (Fig. 4) can be arranged along the pipes.
For the same purpose, fan blades can be provided at the ends of the condenser, as shown in FIG. 1 with dashed lines. Such wings can be fastened to the rotor or the machine axis.
In the condenser, the liquid scraper h, which is known per se, is extended into the channel-shaped cavity <B> b </B>. The condenser now works in such a way that the compressed vapors penetrate the pipes and are condensed because of the air cooling. The liquid formed will immediately flow out into the channel-shaped cavity, so that the tubes practically always only contain vapor which is in contact with a very large cooling surface.
The one shown in Fig. 1. The refrigerator is in a manner similar to that of the condenser with heat exchange tubes e 'which, however, in the embodiment shown, are arranged in the same direction as the rotor axis only on one side of the refrigerator. In the refrigerator, a scraper h 'in connection with a corresponding liquid filling is used to maintain a liquid level such that the tubes are almost filled with liquid during the circulation.
This results in an effective heat exchange, that is, a cooling of the air surrounding the refrigerator, which is aimed <B>. </B> At the same time, the vapors formed inside the tubes can freely escape from the tubes. The refrigerator can be provided with blades in a manner similar to that described above for the condenser and shown, for example, in FIGS. 1, 3 and 4.
As shown schematically in FIG. 5, the rotor (capacitor or refrigerator) can be surrounded by a fixed guide screen for air, which is similar to the housing of centrifugal fans and through which the cooling air for the condenser or the cooled air discharged from the refrigerator can be guided in any desired manner. So you can use the tube-equipped rotor like a centrifugal fan to convey air.
Instead of having an air-cooled condenser and a refrigerator that cools the air, the circulating refrigeration machine can only have an air-cooled condenser, as described above, and with a normal refrigeration - gerator for cooling the saline solution. But it can also be used with an ordinary, water-cooled condenser and a refrigerator. be provided with direct air cooling.
Instead of the closed individual tubes shown in FIG. 1, U-shaped heat exchange tubes, as can be seen from FIG. 6, can be used, the two threads of which with the interior of the rotor are connected.
Although it will generally be preferable to manufacture the heat exchange tubes independently of the rotors and attach them to them, the heat exchange tubes can also be cast in one piece with parts of the rotors themselves. <B> Um </B> To facilitate manufacture, the heat exchange tubes can be fastened in a hollow ring body, which is then connected to the actual chiller rotor by a smaller number of tube pieces,
whereby the number of pipe connection points on the rotor can be reduced.